Central Core Disease (CCD) ist eine neuromuskuläre Erkrankung aus dem Formenkreis der kongenitalen Myopathien. Die Symptomatik umfaßt eine verzögerte motorische Entwicklung, eine nicht bis schwach progrediente Schwäche der Extremitätenmuskulatur mit Betonung der distalen, unteren Gliedmaßen sowie Defekte des Skelettapparates wie Kyphoskoliosen, Kontrakturen und Fußanomalien. Die Zentralfibrillen-Myopathie, wie man die Erkrankung im Deutschen nennt, imponiert durch eine mehr oder minder regelmäßige Assoziation mit der Veranlagung zur Malignen Hyperthermie (MHS), die wiederum von Mutationen im Ryanodinrezeptorgen (RYR1), einem sarkoplasmatischen Calciumkanal, verursacht wird. In genetischen Familienanalysen wurde die CCD ebenfalls zum RYR1-Gen auf dem Humanchromosom 19q13.1 kartiert, womit dieses Gen zum Kandidatengen für CCD avancierte. Es wurden in einigen wenigen Familien Mutationen im RYR1-Gen gefunden, die man für ursächlich für die Ausprägung der CCD hält. Mittlerweile häuften sich aber Hinweise, daß die CCD, ebenso wie die MHS heterogene Ursachen haben kann und damit die Rolle des RYR1-Gens als Kandidat für das CCD-Gen zunehmend in Frage gestellt wird. In der vorliegenden Arbeit wurde die Feinkartierung von CCD-Familien vorangetrieben, indem neue Familien gesammelt wurden und ein neuer, zusammengesetzter Mini-/ Mikrosatelliten-Marker charakterisiert wurde, der für die Feinkartierung an CCD-Familien eingesetzt werden konnte. Des weiteren wurden neuere Mikrosatelliten-Marker des Genethon-Konsortiums angewendet und die Koppelung der CCD-Familien zu Chromosom 19q13.1 konnte bestätigt werden, allerdings mit einigen Ausnahmen, so daß bei CCD ebenfalls heterogene Ursachen angenommen werden können. Ein weiteres Kandidatengen wurde mit dem MYH7-Gen für die beta-Kette des schweren Myosins auf Chromosom 14 vorgeschlagen, dies konnte aber weder bestätigt noch ausgeschlossen werden. Um die Rolle des RYR1-Gens für die CCD zu eruieren wurden die häufigsten bisher bei MHS-Familien gefundenen RYR1-Mutationen an CCD-Patienten untersucht. Lediglich in einer CCD/MHS-Familie konnte eine bereits bekannte Mutation bestätigt werden, das RYR1-Gen konnte nicht als verursachendes Gen der CCD bestätigt werden, allerdings konnte nicht das komplette Gen untersucht werden, aufgrund der großen Anzahl von Exons und der Größe des Gens. Ein zweiter Teil der Arbeit bestand in der Suche nach neuen Transkripten aus Muskelgewebe in der genomischen Region 19q13.1 mit dem Endziel der Erstellung einer Transkriptionskarte dieser Region. Hier kam die cDNA-Selektion zur Anwendung mit einer PCR-amplifizierten cDNA-Bibliothek aus Muskelgewebe sowie ein gut charakterisiertes Cosmid-Contig aus dem Bereich des RYR1-Gens. Es konnte lediglich ein kurzes Transkript isoliert werden, das auf den genomischen Ursprung zurückkartiert, aber es konnte nicht näher charakterisiert werden. Der dritte Teil der Arbeit stand im Zeichen der Kandidatengensuche im betreffenden Abschnitt q13.1 des Chromosoms 19. Anhand von genetischen Karten und Gendatenbanken sollten Gene gesucht werden, die in diesen Bereich kartieren und eine Expression im Skelettmuskel aufweisen und damit als Kandidat für die CCD in Frage kommen. Es wurden zwei Gene für nukleär codierte Untereinheiten der mitochondrialen Cytochrom c Oxidase untersucht. Von dem Gen, das die muskelspezifische Isoform von COX VIIa codiert, konnte die genomische Sequenz und die Exon-Intron Struktur ermittelt werden sowie eine Promotor-Analyse anhand einer Datenbanksuche durchgeführt werden. Der Vergleich mit der Sequenz des homologen Gen des Rindes ergab, daß es sich um ein evolutionär konserviertes Gen handelt mit dem typischen Eigenschaften eines Haushaltsgens. Ein weiteres Kandidatengen stellt das Gen für die kleine Untereinheit des Calpains dar, das möglicherweise direkt in die elektromechanische Koppelung zwischen Nerv und Muskel involviert ist und mit dem Ryanodinrezeptor interagiert. CCD-Patienten wurden mit der SSCP-Methode (Single-stranded conformation polymorphism) auf Mutationen in den Exons sowohl des COX7A1-Gens als auch des CANPS-Gens untersucht. In beiden Fällen konnten keine Mutationen gefunden werden. Die Suche nach dem CCD-Gen ist also nach wie vor offen. / Central Core disease (CCD) is a neuromuscular disorder belonging to the group of the congenital (structural) myopathies. The main features are delayed development of motor milestones, slowly progressing weakness of the lower limbs, as well as defects of the skeleton such as kyphoscoliosis, contractures and abnormalities of the feet. Central Core myopathy is strongly associated with susceptibility to Malignant Hyperthermia (MHS), partly caused by mutations in the gene coding for the ryanodine receptor (RYR1), the calcium release channel of sarcoplasmic reticulum. Linkage analysis in CCD families mapped the disease locus to the human chromosome region 19q13.1 including the RYR1 gene, suggesting RYR1 as a candidate gene for CCD. A few private RYR1 mutations were found in some families suggesting to underlie the disease in these families. Recently, a growing body of evidence has shown that CCD, like MHS, may be due to heterogenous causes, raising doubt about the role of RYR1 as a candidate for the CCD gene. The present work contributes to the fine mapping of the disease locus by investigating more families. A new, compound mini-/microsatellite repeat was characterised in the region. This repeat and several recently described microsatellite repeat markers of the Généthon collection were applied for haplotype analysis in CCD families. Linkage to chromosome 19q13.1 was partly confirmed, although some recombinants suggest, in some cases, heterogeneity in the development of Central Core disease. Another candidate gene was proposed, the beta-myosin heavy chain gene, which maps to chromosome 14; however, this could neither be confirmed nor denied within the investigated families, on the basis of linkage and mutation analysis. In order to analyse the role of the RYR1 gene in CCD, DNA of affected individuals was screened for the most common RYR1 mutations found in MHS patients. Only one previously described mutation could be confirmed segregating in a family, therefore, the RYR1 gene seems most likely not to be responsible for the disease mechanism. According to the large number of exons and the length of the gene, the analysis of the complete gene was not feasible. The second part of the work aimed at searching for new transcripts from skeletal muscle coded by genes in the genomic region 19q13.1. Using a direct cDNA selection technique a transcription map of this region should be established. The cDNA selection procedure used here was based on a PCR-amplified cDNA library from skeletal muscle and a cosmid contig covering the whole RYR1 gene region. A small transcript could be isolated, which hybridises exclusively to the genomic origin, however, further characterisations were unfortunately not successfull. The third part of the work dealt with the search for other candidate genes in the genomic region 19q13.1 in public databases. Both the genomic location as well as expression in skeletal muscle were main criteria used for the selection of a possible candidate gene. Two genes for nuclear coded subunits of cytochrome c oxidase were analysed. DNA sequence and exon-intron organisation of the gene for the muscle-specific isoform of COX VIIa was established and the promoter region of the gene was analysed by database query. Comparison with the homologous bovine gene showed typical structures of a house-keeping gene which is evolutionary well conserved. Another potential candidate was the gene of the small calpain subunit. This protein is possibly involved in excitation-contraction coupling and shows direct interaction with the ryanodine receptor. CCD patients were screened for mutations in the COX7A1 and CANPS genes using SSCP (single-stranded conformation polymorphism) technique. No alterations were found in either genes. The CCD genes still have to be found.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:208 |
| Date | January 1999 |
| Creators | Wolz, Werner |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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